12.06.2019

Confronto di tubi quadrati e tondi in termini di resistenza alla flessione. Cerchio o quadrato? La scelta dei pali di recinzione Cosa c'è di più forte per piegare un tubo o un quadrato


La base migliore sono i tubi di metallo per la recinzione: resistenti, facili da installare e durevoli. Su un telaio metallico, puoi fissare facilmente qualsiasi materiale di chiusura: legno, lamiera d'acciaio profilata, rete, policarbonato cellulare, amianto o lastre di cemento.

Gli sviluppatori di budget sono spesso fermati dal prezzo elevato del metallo. Tuttavia, confrontando la vita di una recinzione di metallo con una di legno, vedrai il contrario.

Pali e vene di metallo dureranno almeno 50 anni, mentre il telaio in legno della recinzione durante questo periodo dovrai sostituire 3-4 volte con tutti i costi che ne derivano.

Dal punto di vista della scienza che studia la resistenza dei materiali (sopromat), la più vantaggiosa è la sezione tonda del tubo. Con un minimo di materiale, fornisce la massima rigidità.

Se prendiamo in considerazione la facilità di installazione, i tubi tondi sono inferiori a quelli profilati. Le cremagliere e le travi rettangolari sono più comode da tagliare e unire mediante saldatura. Una superficie di contatto piatta consente di fissare tutti gli elementi della recinzione in modo più stretto e rigido rispetto a una rotonda.

Come abbiamo già detto, un tubo tondo con lo stesso peso è più resistente di un tubo profilato per la curvatura. Pertanto, se decidi di acquistare rack a sezione rotonda per la recinzione, risparmierai denaro riducendo il peso del metallo. Inoltre, è più conveniente installare un tubo tondo in un terreno soffice avvitandolo con un collare.

L'affidabilità dell'intera struttura della recinzione dipende direttamente dal materiale del telaio di supporto.

Metti pali di legno e la recinzione sul tuo sito non durerà più di 10 anni. Il legno, anche antisettico, è suscettibile di decomporsi.

Il calcestruzzo è un'opzione più affidabile. Ma quando si installa un tale progetto, sorgono difficoltà con il fissaggio delle piste.

La perforazione di un palo rinforzato non è facile e non tutti gli sviluppatori possono installarvi mutui con alta qualità.

Il passo dei pali della recinzione è di grande importanza. Ottimale - 2,5 metri. In una zona con forti raffiche di vento, dovrebbe essere ridotto a 2 metri.

Per recinzioni basse (meno di 1,5 metri) è possibile utilizzare un tubo quadrato 40x40x2 mm o 60x60x2 mm con venature di sezione 30x20x2 mm o 40x20x2 mm.

Un po' sul tubo rettangolare

GOST R 54157-2010 "Tubi profilati in acciaio per strutture metalliche", questa norma si applica a tubi tondi, quadrati, rettangolari, ovali e piatti-ovali per strutture metalliche in acciaio al carbonio e bassolegato.

Dimensioni dei tubi a profilo rettangolare:

– 20x10, 28x25, 30x15, 30x20, 40x25, 40x28, 50x20, 50x25, 50x30, 50x40

– 60x30, 60x40, 80x40, 80x60, 100x50, 100x60, 100x80, 120x60, 120x80

- 140x60, 150x100, 160x120, 160x80, 180x125, 200x100

Un grande vantaggio dei tubi rettangolari in acciaio è l'effettiva capacità di interagire con i piani di una superficie simmetrica, che può ampliare notevolmente l'ambito di utilizzo in generale. La sezione rettangolare dei tubi aumenta il range di orientamento funzionale del prodotto della materia prima finale, ma vale la pena di escludere subito quelle zone in cui non si utilizzano tubi di sezione simile, e questo è, in primo luogo, il trasporto di sostanze gassose, impianti idraulici e altri.

Aree principali e applicazioni:

– Costruzione su piccola scala (meno spesso - su larga scala)

- Industria meccanica

– Lavori di installazione, sia di tipo esterno che interno

– Strutture in acciaio di ampio profilo

– Produzione di beni di consumo

Schema di installazione di una recinzione a telaio tubolare

Il tubo profilato utilizzato per le scaffalature deve essere ruotato con il lato largo perpendicolare al rivestimento. Questo massimizzerà la rigidità dei pali rispetto al vento che tende a piegare l'ampia "vela" della recinzione.

A differenza di una recinzione solida in lamiera profilata, l'installazione di un telaio in tubi per una recinzione in rete d'acciaio è meno responsabile. Anche il vento di un uragano non è terribile per questo design, perché la rete non crea molta resistenza aerodinamica.

Qui, il compito principale è garantire la stabilità della base, quindi una sufficiente penetrazione nel terreno e il calcestruzzo dei pilastri sono prerequisiti per la stabilità dell'intera struttura.

I tubi profilati utilizzati come parti strutturali ed elementi costruttivi sono realizzati sotto forma di barre cave a sezione quadrata o rettangolare. Il tubo profilato è simile nelle sue qualità a una trave metallica, ma grazie al suo peso inferiore e ai quattro irrigidimenti, è più ampiamente utilizzato. Quando si piega, il carico principale agisce sulle parti estreme del prodotto e il nucleo della trave non è soggetto a deformazioni significative, quindi la resistenza alla flessione del tubo profilato non differisce da quella di un prodotto solido di sezione simile.

I tubi profilati a sezione quadrata hanno la stessa resistenza alla forza di flessione, che è diretta perpendicolarmente a una qualsiasi delle facce. I tubi rettangolari sono più resistenti alla flessione lungo il lato largo.

La chiusura della sezione trasversale aumenta la resistenza alla torsione di questo tipo di profilo, il che rende possibile l'utilizzo di tubi profilati per la realizzazione di volte ad arco, tetti a falda e cupole nervate.

Confronto di indicatori di forza di tubi tondi e quadrati

I tubi profilati presentano numerosi vantaggi rispetto a quelli rotondi se utilizzati come elemento portante delle strutture. L'uso di tubi quadrati consente di ridurre la superficie della struttura e ridurre il peso del prodotto, il che garantisce il loro uso efficace come parte delle parti di collegamento e telaio degli edifici e consente di creare strutture ingegneristiche più complesse con costi materiali minimi.

La determinazione dell'indice di resistenza alla flessione viene effettuata tenendo conto del momento di inerzia trasversale. A causa della distribuzione uniforme del metallo lungo il perimetro del profilo, i tubi quadrati sono caratterizzati da elevati raggi di rotazione in relazione alla loro area della sezione trasversale, che garantisce l'efficienza del loro utilizzo per la produzione di barre piegate e compresse.

A parità di indicatori dell'area della sezione trasversale, dei diametri e dello spessore delle pareti, è necessario uno sforzo maggiore per piegare un tubo quadrato. A condizione di uguale resistenza dei materiali e uguale peso specifico dei prodotti per metro lineare, gli indicatori di resistenza alla flessione della sezione trasversale di tubi quadrati e tondi hanno valori comparabili, mentre il raggio di rotazione di una sezione trasversale circolare supera questo indicatore per un sezione quadrata.

Cosa è preferibile utilizzare come paletti di recinzione ondulati? Il 99% risponderà inequivocabilmente a questa domanda: un tubo di metallo. E assolutamente giusto. il tubo d'acciaio è il materiale più economico e durevole con una resistenza sufficiente per piegare (principalmente) carichi.

La prossima domanda è: quale tubo è meglio usare: tondo o quadrato? Qui non è tutto così chiaro. Le opinioni sono divise in modo più o meno uniforme. In questo articolo presentiamo la nostra visione di questo problema. Lasciamo fuori le parentesi i problemi di estetica e design: "Non ci sono compagni per gusto e colore", come si suol dire ... I problemi del calcolo della forza dei pali di recinzione sono discussi in dettaglio in un altro articolo.

Quindi, un tubo quadrato ha, senza dubbio, una grande resistenza alla flessione. Il suo momento di resistenza è circa 1,7 volte maggiore di un tubo tondo con parametri simili (diametro esterno e spessore della parete). Questo è se metti il ​​palo parallelo al piano della recinzione, come fa il 99% degli sviluppatori. (A proposito, se metti i pali in diagonale, ad angolo rispetto al piano della recinzione, l'aumento del momento di resistenza sarà solo 1,2 volte rispetto a un tubo tondo.)

Tuttavia, questo metodo di installazione presenta uno svantaggio piuttosto significativo: nel punto in cui il tronco è attaccato al palo, si forma inevitabilmente un centro di corrosione, che è quasi impossibile da fermare o prevenire. Il fatto è che nel punto in cui i tubi si sovrappongono si forma una cavità antivento dove è costantemente presente umidità (dopo la pioggia) e un ottimo accesso all'ossigeno. E queste sono due condizioni in cui il metallo si corrode molto rapidamente. La presenza di una saldatura non fa che aggravare il problema. In pochi anni il giunto saldato viene completamente distrutto e la recinzione deve essere riparata o sostituita. La cosa più fastidiosa è che questo posto non può essere difeso o almeno rallentare il tasso di distruzione. Il metallo si corrode dall'interno!

Molte persone escono dalla situazione tagliando i ritardi della recinzione a un multiplo del gradino dei pali della recinzione e saldandoli da un capo all'altro a ciascun palo. Tuttavia, oltre ai costi di manodopera significativamente maggiori (e al costo di tale installazione), la rigidità della struttura portante nel piano della recinzione e la sua resistenza sono nettamente ridotte. I principali elementi caricati di un tale progetto sono solo saldature, e questo è sbagliato da un punto di vista ingegneristico. In inverno, le forze del gelo possono sollevare alcuni dei pilastri. I giunti saldati vengono distrutti e funzionano come cerniere (non funzionano). Tra le altre cose, è richiesta un'elevata qualità dei lavori di saldatura, perché è necessario prevedere una saldatura a tenuta per evitare problemi di corrosione già all'interno del tubo del travetto.

Molti credono erroneamente che una lamiera ondulata dia ulteriore rigidità strutturale. Sfortunatamente, non lo è. Quando la recinzione è obliqua, il foglio viene semplicemente strappato nei punti di fissaggio.

Oltre al suddetto principale inconveniente dei pilastri quadrati, se ne devono notare altri:

  • La complessità dell'installazione aumenta: oltre a garantire la verticalità, è necessario garantire che una faccia del quadrato sia sullo stesso piano della linea di recinzione.
  • L'alto costo di un tubo quadrato: un tubo pesa il 30% in più di un tubo tondo simile e costa circa il 35% in più
  • La presenza di una saldatura. I tubi di sezione quadrata (rettangolare) sono prodotti solo con tecnologia saldata. Su un lato è presente una giuntura saldata per l'intera lunghezza del tubo. Il tubo inizia a corrodersi attivamente e la colorazione praticamente non impedisce il verificarsi di corrosione lungo la saldatura.

I tronchi di tali pilastri sono sovrapposti con due cuciture corte nella parte superiore e inferiore del tronco. La connessione risulta essere spurgata, facilmente protetta dalla corrosione della vernice e serve per molti anni e decenni. La cucitura saldata ha una resistenza alla trazione sufficiente (oltre 1,5 tonnellate per log). Questo è 15 volte il carico causato da un vento tempestoso (25 m/s, per una recinzione alta 2 m con una distanza tra i pali di 2,5 m). A causa del fatto che i tronchi non vengono tagliati, la struttura portante della recinzione è il più rigida possibile e impedisce a una singola colonna di sporgere dal terreno. Il pilastro, infatti, è impedito dal rigonfiamento da due vicini.

La soluzione più ottimale, forse anche la migliore, consiste nell'utilizzare pali di recinzione per tubi. Ha pareti spesse e senza giunture, realizzato in acciaio ad alta resistenza (la resistenza allo snervamento raggiunge 116 kgf/mm2, che è 5,5 volte superiore rispetto ai tubi convenzionali). A causa dell'elevata resistenza dell'acciaio, tali pali sono molto più resistenti di un quadrato proporzionato e costano circa 2 volte in meno. Recinzioni alte 4 metri o più possono essere installate su pali di tubi!

Prezzi per tubi e altri materiali per la costruzione della recinzione: